20个稻瘟病抗性基因在湖北省的利用价值分析

恩施、宜昌、咸宁地区一直是湖北省水稻稻瘟病的重发区和常发区。为了明确20个稻瘟病抗性基因在湖北省的抗性水平及利用价值,选择恩施地区的金子坝和两河口、宜昌地区的远安县和咸宁地区的崇阳县作为水稻稻瘟病自然诱发接种试验点,对以丽江新团黑谷为轮回亲本培育而成的持有20个垂直抗性基因的20个水稻单基因系进行稻瘟病自然诱发接种。结果表明,抗性基因Pi-kh、Pi-9、Pi-20和Piz5对叶瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-a、Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)对叶瘟的抗性欠佳。抗性基因Pi-kp、Pi-kh、Pi-5(t)、Pi-9和Pi-z5对穗颈瘟有很好的抗性表现,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)、Pi-z对穗颈瘟的抗性欠佳。总结3年来20个垂直抗性基因在恩施、宜昌和咸宁的抗性情况,抗性基因Pi-kh、Pi-9和Pi-z5在抗稻叶瘟和抗稻穗颈瘟方面均有良好的表现,可以作为湖北省水稻抗性基因或抗源基因合理使用,而抗性基因Pi-t、Pi-ta、Pi-zt、Pi-12(t)在推广使用时应谨慎。     

4个抗稻瘟病基因在籼稻资源中的分布

【目的】本研究明确了稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-9、Pi-b和Pi-zt在汉中地区水稻材料中的分布及其组合的抗病有效性。【方法】利用4个抗病基因的分子标记,对汉中地区水稻材料进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pi-zt分布频率最高,其次为抗性基因Pi-b和Pi-9,频率最低的是Pi-ta;含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,Pi-b和Pi-9对该地区的抗瘟性贡献较大,同时含有Pi-b、Pi-9和Pi-zt 3个基因可有效提升抗性水平。【结论】初步建立抗性基因数据库,为抗稻瘟病基因分子辅助聚合育种提供科学依据。     

吉林省稻瘟病菌对水稻品种的致病谱研究

稻瘟病菌存在不同的生理小种(或株系),不同小种对不同水稻品种的致病力不同,不同抗病品种抵抗的小种数量和种类(抗谱)也不同,抗病品种抗谱广。试验筛选出Pi-zt、pi-b、Pi-z、Pi-kp和Pi-kn 5个抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌具有较好的抗性,抗谱均在80%以上,尤其是Pi-zt和Pi-z的抗谱达到95.1%和91.7%。这5个抗瘟单基因在吉林省水稻抗瘟育种和水稻抗稻瘟病转基因中具有较大利用价值。     

Pi-ta、Pi-5、Pi-km和Pi-b基因在粳稻品种(系)中的分布及对穗颈瘟的抗性

利用稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b的功能标记,对国内外238份粳稻品种(系)进行基因检测,结合穗颈瘟鉴定结果,明确4个抗性基因的区域分布特点,评估其对穗颈瘟的抗性效果。Pi-ta和Pi-b主要分布在东北、长江中下游及西南地区品种(系)中,Pi-5和Pi-km在西南地区品种中的分布高于其他地区。238份粳稻品种(系)中含Pi-ta、Pi-5、Pi-km、Pi-b单个抗性基因的品种(系)分别有33、30、29和38份;含2个抗性基因的品种(系)共有66份,其中含Pi-ta/Pi-b的品种(系)最多,有28份;同时含3个抗性基因的品种(系)有12份; 4个基因均不含有的品种(系)有30份。Pi-ta对穗颈瘟的抗性效果最好,感病率为0,病情指数为22. 73;其次是Pi-5和Pikm基因,病情指数分别为59. 17和70. 69; Pi-b对穗颈瘟的抗性效果最差,感病率为86. 84%,病情指数为83. 55。双基因组合对穗颈瘟的抗性效果依次为:Pi-ta/Pi-5Pi-ta/Pi-kmPi-ta/Pi-bPi-5/Pi-km; 3份同时含有Pi-ta、Pi-5、Pi-km 3基因的品种表现出最强的穗颈瘟抗性。     

Pi-b和Pi-ta基因在江苏省粳稻中的分布以及与穗颈瘟抗性的关系

利用稻瘟病抗性基因Pi-b、Pi-ta等位基因的显性标记对48份江苏省粳稻品种和618份粳稻新品系进行检测,并结合6个代表性稻瘟病生理小种的穗颈瘟抗性鉴定反应,分析抗性基因在江苏省粳稻中的分布及其与穗颈瘟抗性的关系。结果显示:抗性基因Pi-b和Pi-ta在江苏省粳稻品种和品系中存在广泛分布,其中抗性基因Pi-b的频率明显高于Pi-ta。不同生育类型的品种中,抗性基因Pi-b和Pi-ta在中熟中粳中的分布最少,且pi-b/pi-ta基因组合品种所占比例最高。从基因组合与抗性的关系来看,含单个抗性基因的新品系无论是感病率还是病情指数都明显低于不含Pi-b和Pi-ta抗性基因的品系,且Pi-ta基因的抗性效果要好于Pi-b基因,而同时含有两个抗性基因的新品系其抗性水平又优于只含单个抗性基因的粳稻品系。因此,在育种中选择两个抗性基因互补的粳稻作亲本,在后代群体中进行基因聚合,是提高江苏省粳稻穗颈瘟抗性最快速、有效的方法。     

江苏省迟熟中粳新品系稻瘟病抗病基因检测与抗性评价

通过对江苏省育种单位提供的95份迟熟中粳新材料进行稻瘟病抗性基因检测与穗颈瘟抗性分析发现,携带Pi-ta基因的材料有59份,携带Pi-b基因的材料有74份,携带Pi-kh基因的材料有85份,同时携带Pi-ta、Pi-b、Pi-kh抗病基因的材料有37份;其中有1份材料苗瘟抗性等级为5级,其穗颈瘟抗性等级为7级,另外有12份材料的稻瘟病抗性综合指数 5. 00。结果表明,Pi-ta等抗病基因的抗性正在丧失。     

水稻主要抗瘟基因对吉林省稻瘟病菌的抗性评价

稻瘟病菌存在不同的生理小种(或株系),不同抗瘟基因对稻瘟病菌的不同株系具有不同的抗性。测定了17种抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性频率和基因组合的联合抗性频率。结果表明:Pi-kp、Pi-9(t)、Pi-ta2、Pi-z抗瘟单基因对吉林省稻瘟病菌的抗性较强,抗谱在80%以上,尤其是Pi-z的抗谱达到95%;基因组合的联合抗性频率比单个基因均不同程度提高,中等抗谱的基因间组合提高明显,选择合适的基因进行组合应用可以显著提高抗性。     

宁夏水稻品种抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的检测分析

为明确宁夏水稻品种中抗稻瘟病基因Pi-ta、Pi-b和Pi9的分布情况,为宁夏水稻抗穗颈瘟病的分子标记辅助选择育种奠定基础。利用Pi-ta、Pi-b和Pi9 3个与抗稻瘟病基因紧密连锁的功能标记,对94份宁夏水稻品种进行抗稻瘟病基因的分子检测。结果表明,宁夏水稻品种中含Pi-ta抗性基因的占46.8%,含Pi-b抗性基因的占93.6%,含Pi9抗性基因的占27.7%,同时含有Pi-ta和Pi-b抗性基因的占44.7%,同时含有Pi-ta、Pi-b和Pi9抗性基因的占12.8%。根据报道,Pi-ta、Pi-b基因的联合效应与穗颈瘟抗性正相关系数为0.71,表明从宁夏水稻品种中选育抗穗颈瘟品种是有基因基础的。     

2011~2014年江苏省稻瘟病菌种群动态及毒力变化

2011~2014年从江苏省五大水稻种植区采集1 219份水稻稻瘟病标样,分离得到634株单孢菌株,研究分析了江苏省稻瘟病菌种群动态及毒力变化情况。种群动态分析结果显示,江苏省稻瘟病菌共有5群19个生理小种,各水稻栽培区的种群分布差异较大,连云港、徐州和南通稻区,小种类群较为复杂,均出现了5群10个小种,南京、淮安和扬州地区稻瘟病菌种群组成相对简单,其中南京地区出现了4群5个小种,淮安和扬州地区,仅出现3群5个小种和3群4个小种;在分离得到的稻瘟病菌生理小种中,ZG1种群小种出现频率最高,为优势小种。毒力变化分析结果表明,江苏省稻瘟病菌对已知抗性基因Pi-k、Pi-ks、Pi-b和Pi-t的毒力频率较高,对Pi-ta、Pi-ta2、Pi-z和Pi-zt的毒力频率较低,说明Pi-ta、Pi-ta2等抗性基因在江苏省水稻育种上仍具有较高的应用价值,而Pi-k、Pi-ks等抗性基因已不适合在江苏省水稻抗病育种中推广使用。     

江苏省粳稻品种抗稻瘟病基因型与穗颈瘟抗性分析

稻瘟病是江苏省粳稻的主要病害,以穗颈瘟的危害最为严重,选育抗病品种是防治该病害最有效的方法。为了明确江苏省粳稻穗颈瘟的主要抗病基因以及主要粳稻品种的抗稻瘟病基因型,利用稻瘟病抗性基因Pita、Pi-b、Pi-k~h、Pi-km的功能标记对2007-2013年江苏省审定的粳稻品种进行基因型检测。结果表明:65份审定的粳稻品种中同时含有3个稻瘟病抗病基因的品种6份,占审定品种的9.2%;同时含有2个稻瘟病抗病基因的品种23份,占审定品种的35.4%;含有1个稻瘟病抗病基因的品种27份,占审定品种的41.5%;不含有这4个抗病基因的品种9份,占审定品种的13.9%。2014年穗颈瘟接种鉴定结果表明:含有3个抗病基因的6份品种均表现为抗穗颈瘟;含有2个抗病基因的品种中19份品种抗穗颈瘟,4份品种感穗颈瘟;含有1个抗病基因的品种中12份品种抗穗颈瘟,15份品种感穗颈瘟;不含有这4个抗病基因的品种中1份品种抗穗颈瘟,8份品种感穗颈瘟。相关性和回归分析结果表明:稻瘟病抗性基因Pi-ta、Pi-b、Pi-km与穗颈瘟的抗性呈正相关,相关系数分别0.81、0.11和0.15;稻瘟病抗性基因Pi-k~h与穗颈瘟抗性呈负相关,相关系数为-0.05。     

广谱持久抗病基因Pi40在云南高原粳稻的应用研究

对持有主效广谱抗瘟基因Pi40的单基因系4163与其它11份单基因鉴别品系进行自然条件下稻瘟病抗性鉴定。结果表明,4163在云南省粳稻区的稻瘟病重病区均表现抗病,即在保山、宜良、玉溪叶瘟田间抗性分别为0级、0级、4级,穗瘟田间抗性为3级;同时,利用49份有代表性的云南稻瘟病单胞菌株,通过室内接种抗性鉴定方法建立了Pi40对云南稻瘟病的抗谱,并与另外25份抗稻瘟病单基因系进行室内接种同步鉴定比较,结果表明Pi40对49份云南地方稻瘟病菌株的抗病频率为87.8%,表现出较广的抗谱,可以作为云南高原粳稻抗病育种的新抗源利用。     

利用分子标记辅助选择提高江苏粳稻稻瘟病抗性

以江苏主栽粳稻品种徐稻3号为轮回亲本,通过分子标记辅助选择,分别构建携带Pi1、Pi2单基因和聚合双基因的近等基因系。人工接种结果表明:与轮回亲本接种结果相比,在携带Pi1的情况下,苗瘟抗性频率提高近30%,穗瘟抗性表现为中感或感的水平;在携带Pi2的情况下,苗瘟抗性频率提高40%以上,穗瘟抗性表现为中抗/中感水平;而聚合Pi1/Pi2的情况下,苗瘟抗性频率提高50%以上,穗瘟抗性达到高抗水平;苗瘟抗性和穗瘟抗性表现明显相关性。     

广谱持久抗病基因Pi40在云南高原粳稻的应用

对持有主效广谱抗瘟基因Pi40的单基因系4163与其它11份单基因鉴别品系进行自然条件下稻瘟病抗性鉴定.结果表明,4163在云南省粳稻区的稻瘟病重病区均表现抗病,即在保山、宜良、玉溪叶瘟田间抗性分别为0级、0级、4级,穗瘟田间抗性为3级.同时,利用49份有代表性的云南稻瘟病单胞菌株,通过室内接种抗性鉴定方法建立了Pi40对云南稻瘟病的抗谱,并与另外25份抗稻瘟病单基因系进行室内接种同步鉴定比较.结果表明,Pi40对49份云南地方稻瘟病菌株的抗病频率为87.8％,表现出较广的抗谱,可以作为云南高原粳稻抗病育种的新抗源利用.     

广谱持久抗病基因Pi40在云南高原粳稻的应用（英文）

对持有主效广谱抗瘟基因Pi40的单基因系4163与其它11份单基因鉴别品系进行自然条件下稻瘟病抗性鉴定。结果表明,4163在云南省粳稻区的稻瘟病重病区均表现抗病,即在保山、宜良、玉溪叶瘟田间抗性分别为0级、0级、4级,穗瘟田间抗性为3级。同时,利用49份有代表性的云南稻瘟病单胞菌株,通过室内接种抗性鉴定方法建立了Pi40对云南稻瘟病的抗谱,并与另外25份抗稻瘟病单基因系进行室内接种同步鉴定比较。结果表明,Pi40对49份云南地方稻瘟病菌株的抗病频率为87.8%,表现出较广的抗谱,可以作为云南高原粳稻抗病育种的新抗源利用。     

宁夏水稻主栽品种对稻瘟病的抗性研究

用18个稻瘟病菌小种对10份宁夏水稻主栽品种进行稻瘟病抗性分析,结果表明:宁夏水稻主栽品种对稻瘟病菌具有较好的抗性,有2个品种对参试菌株全抗,有4个品种的抗性频率在50.0%以上.对宁夏不同稻区稻瘟病菌对已知抗性基因鉴别品种的毒力频率分析,提出宁夏稻瘟病菌对含有Pi-ks、Pi-a、pi-19(t)抗性基因的品种具有很强的致病力,具有Pi-z 、Pi-ta、pi-b等抗性基因的品种可作为抗源利用,在水稻育种上具有较高的利用价值.     

云南粳稻品种(系)对稻瘟病的抗性鉴定与评价

【目的】对云南20世纪60年代到2013年以来引进或育成的188个粳稻品种(系)开展稻瘟病抗性测定分析。【方法】采用田间自然发病鉴定,结合室内稻瘟病菌单孢菌株接种的方法进行抗性评价分析。【结果】田间自然病圃鉴定表明,其中146个品种(系)感或高感穗瘟,占鉴定品种(系)的77. 66%;利用9个稻瘟病菌单孢菌株在室内进一步接种在田间叶瘟和穗瘟均表现抗病的32个材料,发现楚粳13号、凤稻16号、岫03-8和合系20号等13个品种表现良好的抗性。楚粳23号、楚粳25号和凤稻21号等12个品种表现出抗叶瘟但感染穗瘟;而昌粳8号、昌粳9号、昌粳11号和丽粳4号等4个品种则感叶瘟但抗穗瘟。【结论】田间表现抗病且室内接种表现良好抗性的品种,可用作开展抗病育种的抗源材料;叶瘟表现感病,但穗瘟表现抗病的4个品种是否持有抗穗瘟的基因尚有待于进一步的分析。     

水稻抗稻瘟病基因Pi-ta和Pi-b多重PCR体系的构建与应用（英文）

稻瘟病是我国水稻主产区的重要病害之一,其主效抗性基因Pi-ta和Pi-b在我国很多稻区表现广谱持久的稻瘟病抗性,被广泛应用于我国的水稻育种和生产。本研究选用稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b及其等位基因的功能标记,在对22份分别已知抗病基因Pita和Pi-b以及感病基因pi-ta与pi-b组成的水稻品种检测验证基础上,建立了2套稻瘟病基因多重PCR体系:体系I同时检测抗病基因Pi-ta与Pi-b,体系II同时检测感病基因pi-ta与pi-b,并利用2套体系对336份高世代育种材料进行检测,与单标记检测结果比较,表现稳定可靠,重复性好。本研究构建的抗稻瘟病基因分子标记多重PCR体系可用于水稻种质资源的快速评价和抗稻瘟病分子标记辅助育种。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析（英文）

基因Pi-ta和Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,该研究利用Pi-ta和Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带Pi-ta和Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因Pib频率的提高。4种基因型中,Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0%,其次为Pi-ta/Pi-b,占33.5%,基因型Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9%,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6%。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而Pib则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

江苏部分粳稻品种和品系中稻瘟病抗性基因Pi-ta和Pi-b的基因型分析

基因Pi-ta和 Pi-b是最早被克隆的两个稻瘟病抗性基因,在粳稻中表现出持久稳定的稻瘟病抗性,因而被广泛用于稻瘟病抗性育种。为明确上述基因在江苏粳稻中的分布,为抗病育种提供依据,本研究利用 Pi-ta和 Pi-b的功能标记,对40个粳稻品种和665份粳稻新品系进行相关基因型的分子检测。结果表明,抗性基因 Pi-ta和Pi-b在江苏粳稻品种中具有一定的分布,其中 Pi-b的分布频率高于Pi-ta的频率,连粳系列品种大都不携带 Pi-ta和 Pi-b抗性基因,而武粳系列品种则基本含有上述抗性基因。粳稻新品系携带抗性基因Pi-ta的频率与推广品种相比变化不大,但携带抗性基因 Pi-b的频率明显高于推广品种,这说明人工改良水稻品种有利于抗病基因 Pi-b频率的提高。四种基因型中, Pi-ta/Pi-b的分布频率最高,为60.0％,其次为 Pi-ta/Pi-b,占33.5％,基因型 Pi-ta/Pi-b的分布频率为3.9％,而Pi-ta/Pi-b的分布频率最低,只占2.6％。从4个组合的抗性基因来源看,抗性基因 Pi-ta则可能来自武香粳14、武粳15或南粳44,而 Pi-b则可能来自武粳13、武香粳14、武粳15或南粳44。从4种基因型后代的获得频率看,以南粳44//武粳13/关东194获得抗性基因型Pi-ta/Pi-b后代的频率最高。     

24个抗瘟基因与哈尔滨市稻瘟病菌互作分析

为明确24个抗瘟基因与哈尔滨市稻瘟病菌的互作情况,应用田间自然感病结合室内接种的方式完成试验,得出以下结论:(1)2012年有Pi-12(t)、Pi-7(t)、Pi-9(t)、Pi-z5、Pi-20、Pi-ta2和Pi-sh 7个基因对稻瘟病表现免疫,2014年又新增Pi-km和Pi-5(t)2个基因表现免疫;(2)Pi-i和Pi-k是植株发病率和叶片发病率上升幅度最大的基因,Pi-t和Pi-z是植株发病率和叶片发病率下降幅度最大的基因;(3)2012年病情指数最高的3个基因为Pi-z、Pi-kh和Pi-k,其病情指数分别为14.04、13.50和12.40,2014年病情指数最高的3个基因为Pi-k、Pi-a和Pi-i,其病情指数分别为65.39、33.64、29.38,叶片发病率与病情指数相关度最高;(4)从室内接种结果看,24个抗瘟基因都存在被稻瘟病菌侵染的风险,其致病性相似系数介于0.20~0.75之间。综合分析,24个抗瘟基因对稻瘟病的抗性在年际间存在波动,稻瘟病菌的致病性呈集中化趋势。